[发明专利]封闭式深井地热能采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种封闭式深井地热能采集系统。

背景技术

地热能是很好的环保能源，现有的地热能的采集提取系统往往利用浅层地热能（小于500m），通过一级或多级的热交换，逐渐将低品位的热能（10℃左右）转为稍高品位的热能，转换的效率较低，根源在于浅层地能热的热源本身的品位不高。

发明内容

本发明提供一种封闭式深井地热能采集系统，克服了常规浅层地能热提取系统的不足，通过现代钻井技术，利用地下深处高达50℃及以上的高品位热页岩等富热层作为热源，提供高效的热能，并且可持续工作，不间断提供热能。

为了达到上述目的，本发明提供一种封闭式深井地热能采集系统，其设置在管井内，该封闭式深井地热能采集系统包含：

热能采集装置，其设置在地面下600m-1000m的区域，获取地下深层高品质地热热源的热能；

保温与传送通道，其连接热能采集装置的两端，与热能采集装置一起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；

井口固井装置，其设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道外部，固定井壁，避免井壁坍塌；

散热装置，其连接保温与传送通道，向外部提供持续的热能。

所述的保温与传送通道包含：

入口换热泵，其设置在管井井口；

入口保温套管，其一端连接入口换热泵，另一端连接热能采集装置；

出口保温套管，其一端连接热能采集装置；

出口换热泵，其连接出口保温套管；

地面输送管道，其连接入口换热泵和出口换热泵，该地面输送管道设置在地面上。

所述的保温与传送通道还包含：电磁阀，其设置在地面输送管道上。

所述的入口保温套管、出口保温套管和地面输送管道外层都具有保温材料和绝热涂层。

所述的热能采集装置包含：

集热导热套管，其直接接触高品质的地热热源，将热能传导给导热介质；

套管悬挂器，其连接集热导热套管的两端；

快速连接与释放接头，其用于连接套管悬挂器和入口保温套管，还用于连接相邻的两个集热导热套管； 

转换接头，其用于连接套管悬挂器和出口保温套管。

所述的快速连接与释放接头的数量最少为一个。

所述的热能采集装置中包含的集热导热套管、快速连接与释放接头、套管悬挂器和转换接头都采用金属材料，具有良好的导热性能。

所述的井口固井装置分别套设在入口保温套管和出口保温套管的外部，该井口固井装置包含连接设置的表层套管和技术套管。

所述的散热装置包含：

能量输出盘管，其连接地面输送管道；

散热组件，其与能量输出管盘耦合；

散热换热盘管，其与散热组件耦合，该散热换热盘管连接供热管路；

所述的散热组件包含：

蒸发器，其与能量输出管盘耦合；

冷凝器，其连接蒸发器；

压缩机，其一端连接蒸发器，另一端连接冷凝器；

膨胀阀，其一端连接蒸发器，另一端连接冷凝器。

所述的散热装置还包含连接散热换热盘管的能量输出泵。

本发明可利用地下深处的高品位热源，不间断提供高效的热能。

附图说明

图1是本发明的封闭式深井地热能采集系统的结构示意图。

图2是本发明的封闭式深井地热能采集系统中的散热装置的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1和图2具体说明本发明的较佳实施例。

如图1所示，本发明提供一种封闭式深井地热能采集系统，其设置在管井内，该封闭式深井地热能采集系统包含：

热能采集装置3，其设置在地面下600m-1000m的区域；

保温与传送通道2，其连接热能采集装置3的两端，与热能采集装置3一起形成可供导热介质流通的封闭式循环热能传送通道；

井口固井装置1，其设置在管井井口位置处，并套设在保温与传送通道2外部；

散热装置4，其连接保温与传送通道2。

所述的保温与传送通道2包含：

入口换热泵7，其设置在管井井口，用于将换热后的凉水注入井下；

入口保温套管8，其一端连接入口换热泵7，另一端连接热能采集装置3；

出口保温套管13，其一端连接热能采集装置3；

出口换热泵22，其连接出口保温套管13，用于将吸热后的热水从井下抽出；